纯块体微晶Nb2O5和NbO2氧化物样品中二能级系统微波损耗的比较
超导电性
2026-04-06 v4
摘要
与非晶氧化物相关的二能级系统（TLS）损耗仍然是超导量子比特和微波腔性能的主要限制因素之一。铌谐振器广泛用于量子科学实验，然而铌的自然氧化层包含多种氧化物，它们对TLS损耗的相对贡献尚未被明确区分。在这里，我们使用超导3D微波腔测量商业99.9%痕量金属纯、微晶氧化物粉末\ch{Nb2O5}和\ch{NbO2}的块体量。使用这种方法，我们直接比较了\ch{Nb2O5}和\ch{NbO2}的损耗特性。我们的测量表明，标称\ch{Nb2O5}块体氧化物粉末样品表现出具有TLS预期的功率和温度行为的损耗。此外，测量结果与现有理论模型一致。对\ch{NbO2}块体粉末样品进行的类似测量未显示任何可检测的TLS损耗特征。基于我们的结果，我们提出如果在实际Nb腔中高质量微晶\ch{NbO2}氧化物主导\ch{Nb2O5}氧化物，TLS损耗可能会降低。这些结果为隔离特定氧化物的TLS损耗建立了一种基于材料的策略，并为与超导量子器件相关的铌氧化物相提供了参考测量。
引用
@article{arxiv.2601.06668,
title = {Comparison of Two-Level System Microwave Losses in Pure Bulk Microcrystalline Nb2O5 and NbO2 Oxide Samples},
author = {Vishal Ganesan and Jiankun Zhang and Drew G. Wild and Alexey Bezryadin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.06668},
year = {2026}
}